lunes, 25 de julio de 2011

Biotecnología Marina

Aplicaciones de la Biotecnología en en sector marino

La Biotecnología Marina, también llamada Biotecnología Azul, se configura como una actividad científico-empresarial en fase de desarrollo que busca la aplicación de los avances biotecnológicos en ambientes marinos y acuáticos. Va aumentando considerablemente el uso de los recursos marinos para desarrollos farmacológicos, aplicaciones en el sector cosmético o la mejora de productos alimentarios.



En ambientes marinos la búsqueda de bacterias nativas con capacidad inhibitoria se ha realizado a partir de diversas muestras (agua, sedimentos, plancton, vertebrados e invertebrados) (Toranzo et al., 1982; Lemos et al., 1985b; Nair y Simidu, 1987; Dopazo et al., 1988). Las superficies y espacios internos de organismos marinos son considerados microhábitats donde se encuentran regularmente los microorganismos, que son considerados objeto de estudio para el aislamiento de diversas bacterias con potencial biológico (Bonar et al., 1986).


Acuacultura. Esta tecnología es considerada como una de las formas más viable para incrementar la producción de alimentos de origen pesquero que puede superar las limitaciones de espacio y sus efectos contaminantes mediante la aplicación de la biotecnología.
La producción a través de la acuacultura de las principales especies que se cultivan en México, en particular el camarón, se puede impulsar mediante el mejoramiento de la reproducción y las tasas de crecimiento. Asimismo, es necesario incrementar la eficiencia de conversión de alimentos y desarrollar especies resistentes a enfermedades y la adaptación de los organismos a condiciones ambientales adversas. Finalmente estos procesos de producción deben buscar el desarrollo de una industria compatible con el medio ambiente.


Productos bioactivos. Esta área relacionada con la identificación y el estudio de
sustancias naturales marinas como base de nuevos productos útiles a la sociedad en diferentes sectores tales como el farmacéutico, alimentario, cosmético, etc.
Para desarrollar esta área es necesario utilizar los mecanismosgenéticos, nutricionales y medio-ambientales que influencian la producción de estos productos de interés comercial. La gran riqueza biológica de los sistemas acuáticos de nuestro país caracteriza a esta área estratégica con un alto potencial para su aprovechamiento.

Biorremediación. El problema de la contaminación de los sistemas marinos es cada vez mayor y amenaza
seriamente el equilibrio de estos ecosistemas. La biotecnología marina tiene un gran potencial para la solución de problemas de contaminación de los mares y lagos por actividades antropogénicas. El desarrollo de técnicas de biorremediación sustentadas en microorganismos y vegetales para la conservación y limpieza de áreas sujetas a contaminación tiene un futuro promisorio por su eficiencia y compatibilidad con los ecosistemas acuáticos.


Procesos microbiológicos marinos. La comprensión de la fisiología, genética, bioquímica y ecología de los
microorganismos marinos resulta de gran importancia no solo para entender los complejos ecosistemas marinos, sino también para establecer sistemas para el desarrollo de procesos de fermentación que permitan la elaboración de productos microbianos útiles a la sociedad.


Los océanos constituyen alrededor del 70% de la superficie terrestre. En ellos está representada la mayor biodiversidad existente en la Tierra. Debido a esto, los científicos comenzaron a explorar estos ambientes, en busca de nuevas sustancias que puedan utilizarse en distintas industrias, tales como la de los alimentos y medicamentos, así como para la conservación del medio ambiente.

Así surge la biotecnología marina, como una disciplina emergente basada en el uso de recursos naturales marinos para encontrar soluciones a problemas de hoy. Incluye la exploración de las capacidades de los organismos marinos, incluso a nivel molecular, y permite avanzar en la comprensión del material biológico marino.

Monitoreo de contaminación del medio marino. Los océanos contienen millares de compuestos tóxicos
que interactúan con millones de especies, con diversas susceptibilidades y en una gran diversidad de ambientes dinámicos. En este escenario, el acercamiento tradicional de intentar estudiar los efectos de un solo producto químico en una sola especie resulta insuficiente.

En este sentido, la biotecnología y sus herramientas moleculares están ofreciendo una alternativa en la superación de la complejidad de estos estudios.
Una estrategia potencial consiste en medir los efectos de la exposición química en determinados organismos vivos, utilizando biomarcadores.

Los biomarcadores son parámetros biológicos cuantificables que pueden servir como indicadores de la salud. Algunos ejemplos los constituyen las enzimas u hormonas producidas por los organismos en respuesta a la exposición a los compuestos tóxicos.

Así, se examina específicamente la respuesta fisiológica de los organismos expuestos a una variedad de agentes tóxicos, revelando cómo éstos afectan a la salud de los organismos. Por ejemplo, en una investigación realizada en ballenas y otros mamíferos marinos, se estudió el nivel de expresión del gen CYP1A (Cytochrome P450 1A). Un elevado nivel de expresión indica que ese animal habría sido expuesto a niveles significativos de agentes contaminadores tóxicos.

En resumen, la industria biotecnológica aportará nuevas soluciones al estudio y conservación del mundo marino. Las nuevas herramientas permitirán conocer más a fondo los océanos y sus productos, descubrir nuevas sustancias de interés para la salud humana y diseñar nuevos métodos para el desarrollo sostenible de esos bioproductos.

Colaborador:

Ing. Karen Dyrcee Sarmiento Marrufo
Coordinador de Programa Educativo Ingeniería en Biotecnología

Universidad Politécnica de Quintana Roo
ksarmiento@upqroo.mx



Referencias.

Tendencias, Prioridades, Oportunidades y Recomendaciones por Sector en los que Incide la Biotecnología, obtenido el 30 de junio de 2011 desde,
http://www.amc.edu.mx/biotecnologia/comite/tendencias.htm

Biotecnología Azul, obtenido el 15 de julio de 2011 desde,
http://observatorio.bioemprende.eu/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=7&Itemid=43&lang=es

Fabiola Pellón Y., Rita Orozco M. y Jorge León Q. Bacterias marinas con capacidad antimicrobiana aisladas de moluscos bivalvos en cultivos, obtenido el 20 de julio de 2011 desde,
http://sisbib.unmsm.edu.pe/bVrevistas/biologia/v08_n2/bacte_marinas.htm


martes, 7 de junio de 2011

Aplicaciones de la Biotecnología Industrial

Biotecnología Industrial

Aplicaciones de la Biotecnología Industrial

El nacimiento de la biotecnología moderna se asocia con el desarrollo, a escala industrial, de los procesos de fabricación de penicilina. Durante la Segunda Guerra Mundial los antibióticos tenían una gran demanda y estimularon el esfuerzo colectivo de ingenieros químicos y microbiólogos para obtener una gran producción de penicilina por métodos fermentativos.
Más tarde, la moderna industria biotecnológica se planteó como objetivo el uso de enzimas. Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones. A diferencia de los microorganismos, las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una molécula química, no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican, por lo que no surgen problemas de biomasa. Sin embargo, esto último, puede llegar a ser un inconveniente, ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y, una vez desactivadas, se hacen inútiles para las bioreacciones.
Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnológica fueron la fabricación de edulcorantes (por ejemplo, obtención de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difíciles en los tejidos.
El  sector industrial  se ha dedicado a crear, desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulación genética, biología molecular o por la aplicación controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos.
Si nos fijamos en una aplicación más industrial, podemos definir los campos de la biotecnología en relación con los productos obtenidos.
• Producción de biomasa microbiana para alimentación animal.
• Producción microbiana de sustancias químicas, como ácido cítrico, ácido glutámico, aminoácidos, etc.
• Producción enzimática de sustancias químicas especiales, como determinados isómeros ópticos,etc.
• Producción microbiana o enzimática de antibióticos y vitaminas.
• Producción a gran escala de sustancias químicas anteriormente producidas a partir del petróleo, como etanol, butanol, acetona, ácido acético, etc.
• Producción, a partir de células animales o vegetales o de microorganismos genéticamente modificados, de antígenos, anticuerpos, agentes terapéuticos y de diagnóstico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores.
• Productos para la agricultura y la ganadería. Este método supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingeniería genética y resulta mucho más rápido y efectivo que los métodos utilizados hasta ahora (esquejes o selección y cruzamiento de especies).
• Productos para la industria alimentaria, por ejemplo: enzimas, coadyuvantes alimentarios y, sobre todo, un mayor conocimiento de los procesos de fermentación utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos genéticamente.
• Tecnologías más limpias o menos contaminantes. La obtención de una tecnología sin riesgos ambientales —o con los mínimos—, como resultado de la aplicación de las diferentes áreas de la biotecnología, puede considerarse también un producto obtenido a partir de la biotecnología y ser aplicable a diferentes sectores industriales.
Si nos fijamos en el tipo de proceso, obtenemos otra distribución de los campos o áreas de la biotecnología:
ADN recombinante (ingeniería genética). Esta técnica es la base de los procesos de obtención de enzimas, hormonas, anticuerpos, vacunas, etc.
Cultivo de células vegetales y proteínas unicelulares. Esta técnica se utiliza en la producción de sustancias químicas como esteroides, alcaloides, proteínas unicelulares para la producción de biomasa, etc.
Fermentaciones industriales. Esta técnica es muy antigua, pero hoy en día estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde más interese. Mediante la fermentación se obtienen alimentos, antibióticos y productos químicos.
Biocatálisis. Esta técnica está en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones; por ejemplo, con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias químicas. Los biosensores y algunos equipos de diagnóstico utilizan también biocatalizadores. Además, actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologías más limpias en sectores como las industrias textil, papelera, de curtidos, etc.
Biorremediación. En el tratamiento y reutilización de residuos se aplica cada vez más la biotecnología.
De hecho, es el campo que presenta una gama más amplia de aplicaciones. Así, se utilizan
métodos biotecnológicos en la detoxificación de tierras contaminadas por herbicidas, en el tratamiento de aguas residuales, en la recuperación de residuos industriales —por ejemplo, el suero de quesería o los residuos de celulosa—, etc.
Ingeniería de procesos. Alrededor de las aplicaciones biotecnológicas se ha desarrollado una industria que aplica los métodos de la ingeniería química a los procesos biotecnológicos. Por ejemplo, encontramos la ingeniería de procesos en la filtración y pretratamiento de efluentes, reciclado de aguas, extracción de productos, recuperación de catalizadores y microorganismos, etc.
En definitiva, una definición práctica de biotecnología es muy amplia y, además, cambia con el tiempo debido al rápido desarrollo de nuevas técnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biología molecular, que abren constantemente nuevas perspectivas.
Las aplicaciones de la biotecnología son muy diversas y sus ventajas, tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la están aplicando en sus procesos productivos. Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnológicos en su producción son los siguientes:
• agricultura,
• Ganadería,
• Acuicultura,
• Silvicultura,
• Farmacia,
• Diagnóstico,
• Química fina,
• Química forense,
• Alimentación,
• Jabones y detergentes,
• Textil,
• Papel,
• Biorremediación.

La biotecnología ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores, muchas veces ahorrando tiempo y energía, y más respetuosos con el entorno.

La industria biotecnológica puede dividirse en dos grandes campos: la industria que produce organismos manipulados, o parte de ellos, y la industria que utiliza estos organismos, o parte de ellos, para obtener productos o servicios. En este trabajo nos centraremos en el segundo, la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos —principalmente enzimas— en la obtención de bienes y servicios; y dentro de ésta, en aquellas industrias que utilizan esta tecnología para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energía y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma más ecológica.

Las empresas utilizan la biotecnología industrial para:

• reducir costes,
• incrementar ganancias,
• aumentar la calidad de los productos,
• optimizar el proceso y su seguimiento,
• mejorar la seguridad e higiene de la tecnología,
• cumplir la legislación ambiental.





Referencias.

Aplicaciones de la Biotecnología para la Industria. Centro de Actividad Regional para la Producción Limpia (CAR/PL),  obtenido el 27 de abril de 2011 desde,

viernes, 15 de abril de 2011

La importancia de la Biotecnología en la medicina

La aplicación de la biotecnología a la medicina permite detectar y prevenir enfermedades antes de que se manifiesten.
La aplicación de la Biotecnología a la Medicina, permite identificar los genes que intervienen en las enfermedades con más prevalencia y desarrollar fármacos que compensen la actividad de los genes alterados en cada patología. Asimismo, los avances en la investigación biotecnológica hacen posible que pueda conocerse, por ejemplo, qué propensión tiene cada individuo a cada tipo de cáncer y detectar tumores antes de que existan, gracias a la posibilidad de examinar los 30.000 genes que tiene cada ser humano.

Las cuatro áreas de investigación sobre salud humana en las que la Biotecnología tiene un mayor impacto son las relativas a diagnóstico molecular y pronóstico de enfermedades; desarrollo de fármacos; terapia celular e ingeniería de tejidos y, por último, terapia génica y vacunas génicas.

La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres vivos.


 ¿QUÉ ES EL DIAGNÓSTICO MOLECULAR?
 Con el nombre de Diagnóstico Molecular se engloban una serie de técnicas basadas en el análisis del DNA o ácido desoxirribonucleico, que es la molécula que recoge toda la información genética de las células. Dicho análisis puede tener dos objetivos: la detección de microorganismos de forma rápida y eficaz, así como el estudio de variaciones en los genes humanos que pueden condicionar la aparición de enfermedades.
 DESARROLLO DE FÁRMACOS
1994-1995

Este es un campo de alto riesgo inversor, ya que las inversiones económicas que se han de hacer son muy elevadas y la experiencia demuestra que tan solo una de cada diez mil sustancias nuevamente sintetizadas llega a convertirse en un fármaco comercial. En el proceso, si se consigue, son necesarios, unos 10-12 años de desarrollo y otros 3 años para lograr su aprobación oficial. A pesar de tales dificultades, en la actualidad ya se encuentran en la fase III de ensayos clínicos los siguientes preparados desarrollados por diversas compañías biotecnológicas: Dermograft, Factor estimulante colonial de granulocitos, Proteína-1 osteogénica, Protara; Galardina; Péptido natriurético atrial y, por último, Antril.

Un suceso importante en el desarrollo de la biotecnología fue la producción de penicilina a partir del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso a pequeña escala, desarrollado por Howard Florey y sus colaboradores durante la II Guerra Mundial, poco después se consiguió producir penicilina en grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros microorganismos para obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina. Hoy en día, la biotecnología es la principal herramienta para la obtención de nuevos antibióticos que sean activos frente a las bacterias patógenas resistentes a una gran gama de antibióticos. También resulta de gran utilidad la aplicación de la ingeniería genética en microorganismos para sintetizar antibióticos sintéticos, es decir, ligeramente diferentes de aquellos obtenidos de forma natural.

La biotecnología ha llegado a “programar” bacterias con objeto de obtener distintos tipos de drogas que, de otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida por bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis de esta hormona. A diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas, esta hormona es idéntica a la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la hormona del crecimiento humano, utilizada para el tratamiento de niños con deficiencias en su producción, y que de otro modo no podrían alcanzar una estatura normal, también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso anterior, también presenta ventajas frente a la obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya que se evita el riesgo de contaminación con priones, agentes causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Otros productos farmacéuticos generados a partir de microorganismos manipulados genéticamente incluyen, el interferón para el tratamiento de algunas hepatitis y ciertos cánceres, y la eritropoyetina, que se suministra a pacientes sometidos a diálisis para reponer los eritrocitos perdidos durante este proceso.


 PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES INFECCIOSAS
Hasta ahora, el desarrollo de las vacunas se limitaba a la utilización de agentes infecciosos atenuados o muertos, pero la biotecnología ha comenzado a revolucionar este campo ya que los investigadores pueden utilizar microorganismos totalmente inocuos en las vacunas. Esto permite introducir genes que determinan la producción de ciertos antígenos (obtenidos de microorganismos causantes de enfermedades y que son determinantes de la patogenicidad) en bacterias inocuas, las cuales constituyen, en sí mismas, las vacunas, que permiten que el individuo vacunado pueda generar los anticuerpos protectores necesarios para atajar una posible infección. Esta técnica facilita la inmunización frente a enfermedades para las cuales aún no se habían desarrollado vacunas satisfactorias, e incluso permite desarrollar vacunas que protejan frente a varias infecciones simultáneamente. Dos ejemplos de vacunas creadas por ingeniería genética son la vacuna frente a la hepatitis B y frente a la rabia.
Ante casos de periodontitis severa o agresiva, o como ayuda al tratamiento quirúrgico, se plantea la posibilidad de administrar un tratamiento antibiótico por vía oral. La elección del antibiótico será más adecuada y, por tanto, con mayor probabilidad de éxito, si se conoce previamente qué especies bacterianas posee un paciente concreto. 
Una de las promesas más atrayentes de la ciencia del nuevo milenio es la vacuna con material genético. Si bien una década atrás los científicos la miraban con desconfianza en los últimos años hubo un cambio de actitud tanto por los adelantos genéticos como por la imposibilidad de las métodos tradicionales de inmunización de enfermedades muy graves o mortales como el SIDA, el paludismo o la hepatitis C. 
Las vacunas tradicionales como las genéticas consisten en una versión muerta o debilitada de un patógeno (agente que produce la enfermedad) o algún fragmento (subunidad) suyo. El propósito consiste en preparar el sistema inmunitario para que rechace rápidamente los virus, las bacterias y los parásitos peligrosos antes de que logren establecerse en el organismo. El objetivo se logra engañando al sistema inmunitario y así se comporta como si ya estuviera siendo acosado por algún patógeno que se multiplicara sin freno y produjera grandes daños en los tejidos.

TERAPIAS GÉNICAS
Terapia génica, inserción de un gen o genes en las células para proporcionar un nuevo grupo de instrucciones a dichas células. La inserción de genes se utiliza para corregir un defecto genético hereditario que origina una enfermedad, para contrarrestar o corregir los efectos de una mutación genética, o incluso para programar una función o propiedad totalmente nueva de una célula.
Los genes están compuestos de moléculas de ácido desoxirribonucleico o ADN y se localizan en los núcleos celulares. Las instrucciones que dirigen el desarrollo de un organismo están codificadas en los genes. Ciertas enfermedades como la fibrosis quística se deben a un defecto genético hereditario. Otras están causadas por una codificación errónea de un gen, de modo que las instrucciones que contiene están desorganizadas o cambiadas. El error en la codificación genética se produce cuando el ADN de la célula se está duplicando durante el crecimiento y división celular (mutación somática) y es frecuente cuando una célula se convierte en cancerosa.


La aplicación de la terapia génica en la clínica se inició el 14 de septiembre de 1990, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, cuando una niña de cuatro años recibió este tratamiento para un déficit de adenosin deaminasa (ADA), enfermedad hereditaria del sistema inmunológico que suele ser mortal. Debido a este defecto genético, la niña padecía infecciones recidivantes que amenazaban su vida. La terapia génica en esta paciente consistió en el uso de un virus modificado genéticamente para trasmitir un gen ADA normal a las células de su sistema inmunológico. Después el gen ADA insertado programó las células para que produjesen la enzima ADA de la que carecía, lo que hizo que dichas células tuviesen una función inmune normal. Este tratamiento ayudó de forma provisional a la paciente a desarrollar resistencia frente a las infecciones.


Con el tiempo, la terapia génica puede proporcionar tratamiento eficaz para muchas enfermedades hoy curable, como la fibrosis quística, la distrofia muscular, y la diabetes juvenil. Además, la terapia génica también es útil para tratar muchas enfermedades que no son hereditarias, ya que la inserción genética puede también programar una célula para realizar una función totalmente nueva. En la actualidad se están estudiando varias terapias para trastornos de origen no genético. Los investigadores están tratando de luchar contra el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) mediante la terapia génica para conseguir que las células sean genéticamente resistentes a la infección que produce el SIDA. Se están realizando esfuerzos por medio de esta terapia para producir una vacuna contra el cáncer.


¿QUÉ ES LA INGENIERÍA GENÉTICA?
La ingeniería genética se utilizó inicialmente (por su alto coste) para producir sustancias de usos farmacéutico, como la insulina, modificando genéticamente microorganismos. Con los posteriores desarrollos, se obtuvieron también enzimas para uso industrial, como la quimosina recombinante, utilizada, al igual que la obtenida de estómagos de terneros jóvenes (su fuente original, el "cuajo"), para elaborar el queso. Posteriormente se han obtenido vegetales (y animales) modificados genéticamente para mejorar sus propiedades. Los productos de la biotecnología están alrededor nuestro. El yogurt, la cerveza, el vino y el queso de nuestra heladera son productos de la biotecnología. Los pickles, el pan, y el vinagre de nuestra cocina también lo son. Cientos de años atrás, la gente fue descubriendo, casi por accidente, cómo hacer uso de los procesos biológicos que ocurren dentro de las células vivientes. Sin entender los procesos, podían ver los resultados. Descubrieron, por ejemplo, que ciertos microorganismos, como las bacterias y los hongos podían producir vinagre, cerveza o vino cuando crecían en grandes tinas. Estos procesos fueron llamados fermentación. A través de prueba y error, aprendieron el control de estos procesos y a producir grandes cantidades de un amplio rango de productos.

Una vez que los científicos entendieron el código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su funcionamiento, o introducir cambios que lograran que las células produjeran más o mejores compuestos químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos útiles, o dieran a un organismo características deseables. El resultado fue la moderna ingeniería genética la ciencia de manipular y transferir "instrucciones químicas" de un organismo a otro. Una de las metas primarias de la biotecnología moderna es hacer que una célula viviente actúe de una forma útil y específica de una forma predecible y controlable. La tarea de estas células puede ser fermentar el azúcar para hacer alcohol, o producir una sustancia que logre obtener flores rojas, u obtener un compuesto que permita luchar contra una infección. Cómo una célula viva desarrollará estas tareas está determinado por su estructura genética – las instrucciones contenidas en una colección de mensajes químicos que denominamos "genes". Estos genes son heredados de una generación en otra, por lo tanto la descendencia hereda un rango de atributos individuales de sus padres. Los científicos ahora comprenden el sistema de códigos químicos subyacentes en estos genes, que están basados en una sustancia denominada ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Un gen es, en realidad, un segmento de este ADN y su mensaje está codificado en su estructura molecular. Muchas veces se identifica una característica deseable para una planta en algún otro organismo o en otro vegetal con el cual no puede cruzarse sexualmente. Esta característica no puede ser introducida por métodos de mejoramiento tradicionales. 


En este caso, la ingeniería genética permite identificar el gen que otorga la característica deseada, cortarlo e introducirlo en el genoma de la planta".


 Referencias.

Van Pamelen Luciana; Ramírez Estefanía. Biotecnología en la medicina, obtenido el 01 de abril de 2011 desde,

viernes, 4 de marzo de 2011

Clasificación de la Biotecnología.


La biotecnología es una ciencia multidisciplinaría que abarca diferentes técnicas, procesos, y engloba diferentes actividades científicas y productivas. Las aplicaciones de la biotecnología son muy diversas y sus ventajas de acuerdo al campo de aplicación puede ser distribuida o clasificada en cinco amplias áreas: Biotecnología en salud humana, Biotecnología animal, Biotecnología Industrial, Biotecnología Vegetal, Biotecnología ambiental y Biotecnología alimentaria.

 Biotecnología Humana
Los adelantos en biotecnología humana podrán permitir diseñar la composición genética específica de nuestros hijos. El médico italiano Severino Antinori dijo haber implantado embriones clónicos en varias mujeres. Ya estamos en la fase donde podemos eliminar nuestra descendencia selectivamente si no se dan ciertos criterios genéticos. Pronto será posible discernir y seleccionar ciertos rasgos individuales en nuestros hijos.



Puesto que cada criatura es única, cada una posee una composición única de ADN. Cualquier individuo puede ser identificado por pequeñas diferencias en su secuencia de ADN, este pequeño fragmento puede ser utilizado para determinar relaciones familiares en litigios de paternidad, para confrontar donantes de órganos con receptores en programas de trasplante, unir sospechosos con la evidencia de ADN en la escena del crimen (biotecnología forense).



El desarrollo de técnicas para el diagnóstico de enfermedades infecciosas o de desordenes genéticos es una de las aplicaciones de mayor impacto de la tecnología de ADN. Al utilizar las técnicas de secuenciación de ADN los científicos pueden diagnosticar infecciones víricas, bacterianas o mapear la localización específica de los genes a lo largo de la molécula de ADN en las células.

Biotecnología Animal
La biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo en las últimas décadas. Las aplicaciones iniciales se dirigieron principalmente a sistemas diagnósticos, nuevas vacunas y drogas, fertilización de embriones in vitro, uso de hormonas de crecimiento, etc. Los animales transgénicos como el "ratón oncogénico" han sido muy útiles en trabajos de laboratorio para estudios de enfermedades humanas.

Existen tres áreas diferentes en las cuales la biotecnología puede influir sobre la producción animal:
-El uso de tecnologías reproductivas
-Nuevas vacunas y
-Nuevas bacterias y cultivos celulares que producen hormonas.

En animales tenemos ejemplos de modelos desarrollados para evaluar enfermedades genéticas humanas, el uso de animales para la producción de drogas y como fuente donante de células y órganos, por ejemplo el uso de animales para la producción de proteínas sanguíneas humanas o anticuerpos.


Biotecnología Industrial
La Biotecnología Industrial es la producción de biomateriales o ejecución de procesos industriales, utilizando organismos o sus procesos fisiológicos.
Las tecnologías de ADN ofrecen muchas posibilidades en el uso industrial de los microorganismos con aplicaciones que van desde producción de vacunas recombinantes y medicinas, tales como insulina, hormonas de crecimiento e interferón, como enzimas y producción de proteínas especiales.
 
Otros productos que pueden desarrollarse a través de la biotecnología industrial que abarcan un amplio espectro, son por ejemplo el empleo de enzimas en los detergentes, una condición que reduce el uso de otros ingredientes nocivos para el medio ambiente. Otro ejemplo es la cosmética basada en sustancias y procesos naturales, que también merece más confianza por parte de los consumidores frente a los posibles impactos en la salud de algunos cosméticos de origen tradicional.


Biotecnología Vegetal
Con las técnicas de la Biotecnología moderna, es posible producir más rápidamente que antes  nuevas variedades de plantas con características mejoradas, produciendo en mayores cantidades, con tolerancia a condiciones adversas, resistencia a herbicidas específicos, control de plagas, cultivo durante todo el año. Problemas de enfermedades y control de malezas ahora pueden ser tratados genéticamente en vez de con químicos.
La ingeniería genética (proceso de transferir ADN de un organismo a otro) aporta grandes beneficios a la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos, plantas y animales.


Biotecnología ambiental
La biotecnología ambiental se refiere a la aplicación de los procesos biológicos modernos para la protección y restauración de la calidad del ambiente.
El uso de microorganismos en procesos ambientales se encuentra desde el siglo XIX. Hacia finales de 1950 y principios de 1960, cuando se descubrió la estructura y función de los ácidos nucléicos (ADN).

La principal aplicación de la biotecnología ambiental es limpiar la polución. La limpieza del agua residual fue una de las primeras aplicaciones, seguida por la purificación del aire y gases de desecho mediante el uso de biofiltros.

La biorremediación (uso de sistemas biológicos para la reducción de la polución del aire o de los sistemas acuáticos y terrestres) se está enfocando hacia el suelo y los residuos sólidos, tratamientos de aguas domésticas e industriales, aguas procesadas y de consumo humano, aire y gases de desecho. Los sistemas biológicos utilizados son microorganismos y plantas.

Cada vez más compañías industriales están desarrollando procesos en el área de prevención, con el fin de reducir el impacto ambiental como respuesta a la tendencia internacional al desarrollo de una sociedad sostenible. La biotecnología puede ayudar a producir nuevos productos que tengan menos impacto ambiental.
En definitiva, la biotecnología puede ser utilizada para evaluar el estado de los ecosistemas, transformar contaminantes en sustancias no tóxicas, generar materiales biodegradables a partir de recursos renovables y desarrollar procesos de manufactura y manejo de desechos ambientalmente seguros.

Biotecnología Alimentaria

El objetivo fundamental de la Biotecnología de Alimentos es la investigación acerca de los procesos de elaboración de productos alimenticios mediante la utilización de organismos vivos o procesos biológicos o enzimáticos, así como la obtención de alimentos genéticamente modificados mediante técnicas biotecnológicas.
Los aportes de la Biotecnología para apoyar los procesos productivos de la industria alimentaria y agroalimentaria se enfocan en las líneas de investigación mediante la Tecnología de alimentos y Biocatálisis.

El área de Tecnología Enzimática y Biocatálisis incluye el extenso campo de las Fermentaciones en procesamiento de alimentos, así como la Mejora genética de microorganismos de aplicación en tecnología de alimentos y la Producción de proteínas y enzimas de uso alimentario.

La Biotecnología ofrece la tecnología necesaria para producir alimentos más nutritivos y de mejor sabor, rendimientos más altos de cosecha y plantas que se protegen naturalmente contra enfermedades, insectos y condiciones adversas.

La tecnología de Alimentos Genéticamente Modificados  permite efectuar la selección de un rasgo genético específico de un organismo e introducir ese rasgo en el código genético del organismo fuente del alimento, por medio de técnicas de ingeniería genética. Esto ha hecho posible que se desarrollen cultivos para alimentación con rasgos ventajosos específicos u otros sin rasgos indeseables.


La biotecnología, en cualquiera que sea el campo de aplicación, impone un gran reto para la ciencia moderna y para los investigadores, puesto que los alcances de la ciencia no son ilimitados, y no por el hecho de que se puede hacer algo, necesariamente se debe hacer. Si bien es cierto lo anterior, son atribuibles grandes avances y mejorías para la calidad de vida humana.


Referencias virtuales:
http://www.monografias.com/trabajos11/biotec/biotec.shtml#class
http://www.solidaridad.net/articulo2698_enesp.htm
http://www.avizora.com/publicaciones/ciencias/textos/biotecnologia_0007.htm

martes, 8 de febrero de 2011

Biotecnología…. ¡Algo de Historia!

La biotecnología, en su definición como “el empleo de organismos vivos y sus productos para obtener un bien o servicio”, ha formado parte de la vida cotidiana del hombre desde mucho antes que recibiera el nombre con el que se la conoce actualmente.

El comienzo de las actividades agrícolas junto con la cría de animales, el procesamiento de hierbas para uso medicinal, la preparación de pan y cerveza junto con muchos otros alimentos fermentados como el yogurt, el queso y numerosos derivados de la soja (tofu, salsa de soja, etc.),son algunos ejemplos.
También lo son el uso de bálsamos derivados de plantas y remedios de origen vegetal para tratar las heridas.


Los acontecimientos relevantes en la historia de la Biotecnología, se pueden agrupar en los siguientes períodos:

Año 6.000 A.C. hasta 1.700 D.C.

Primeras aplicaciones de la Biotecnología.

Se desconoce el origen exacto de los primeros intentos del hombre en la utilización de organismos vivos para obtener un beneficio, pero la transición de sus hábitos cazador-recolector a la vida en comunidades y ciudades, es acompañada por innovaciones que pueden considerarse como los primeros indicios de actividades biotecnológicas. Así, se encontraron evidencias de esas actividades en culturas ancestrales como la china, griega, sumeria y otras que habitaron la tierra 5000 años A.C. Durante este período, dado que el hombre desconoce la existencia de los microorganismos, gran parte de los procesos biotecnológicos son de carácter empírico y están relacionados principalmente a la elaboración de alimentos.


Período 1700-1900


El método empírico y la revolución industrial generan cambios enormes en la industria y en la agricultura, mientras que las ciencias biológicas se inspiran en los trabajos de Charles Darwin y Luis Pasteur. Se establece el método científico y la experimentación en las ciencias biológicas. En este contexto, se determina la naturaleza microbiana de las fermentaciones microbianas y de numerosas enfermedades. Gregory Mendel realiza sus investigaciones acerca de la herencia pero es ignorado en su época.


Período 1900–1953

Durante la Primera Guerra Mundial, se desarrollan procesos de fermentación para producir acetona a partir del almidón y solventes para pinturas, necesarios para la industria automotriz en crecimiento. En los años ´30 el esfuerzo se focaliza en tratar de usar los subproductos de la agricultura para suplir a la industria en lugar de petroquímicos.
La llegada de la Segunda Guerra Mundial trae consigo la manufactura de la penicilina. Así, la biotecnología apunta a los compuestos farmacéuticos.




Período 1953 – 1976

Expandiendo los límites de la investigación del ADN.




El descubrimiento de la estructura del ADN resultó en una explosión en la investigación de la biología molecular y la genética.



 
Período 1977 – 1999

El amanecer de la Biotecnología Moderna.


La Ingeniería Genética se convierte en realidad cuando un gen modificado por el hombre se utiliza por primera vez para producir una proteína humana en una bacteria, empujando a las universidades y a las empresas biotecnológicas a una carrera. En 1978, una versión sintética del gen de la insulina humana es construida e insertada en la bacteria E. coli. Desde este momento clave, comienza la producción de enzimas, fármacos, reactivos de diagnóstico y otras moléculas de interés industrial a través de técnicas cada vez más rápidas y mejoradas del clonado y la secuenciación del ADN.



El siglo XXI y la era de la convergencia.

Nanotecnología, Biotecnología, Ciencias cognitivas y de la información.


El amanecer del Nuevo Milenio comienza con un anuncio que proveerá el punto de apoyo para la ciencia del siglo XXI. En el año 2000, se completa el borrador del genoma humano emprendido por el Proyecto Genoma Humano y la empresa Celera Genomics y se publica en 2001 la secuencia del genoma humano. Con este acontecimiento, se abren las puertas a la era de la genómica, la proteómica (el estudio de las proteínas a gran escala), la bioinformática y la medicina personalizada.

La biotecnología no es nueva, nuestros ancestros primitivos iniciaron hace miles de años, durante la Edad de Piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos.


Autor:
Karen Dyrcee Sarmiento Marruffo
Coordinador de la Carrera en Ingeniería en Biotecnología
Universidad Politécnica de Quintana Roo

Referencias virtuales:

http://www.portaley.com/biotecnologia/

http://www.scribd.com/doc/2368119/Biotecnologia-un-poco-de-historia-